Производственное обучение - основа профессиональной подготовки учащихся. Оно должно вырабатывать у них прочные знания, умения и навыки, которые обеспечивают качественное и количественное выпол­нение работ, а также умение использовать новую технику, современную технологию и передовые методы труда.

Содержание ПО определяется на основе анализа трудовой деятель­ности рабочего соответствующей профессии и уровня квалификации (разряда, класса, категории). Такой анализ показывает, что трудовая дея­тельность рабочего, независимо от профессии, включает следующие функции: планирование, подготовку, осуществление, контроль и обслу­живание производственного процесса.

Планирование производственного процесса включает ознакомление с заданием, выбор материалов, технологических процессов, инструментов, оборудования, выполнение необходимых расчетов, составление плана работы, установление порядка выполнения задания.

Подготовка производственного процесса - это подготовка к работе ма­териалов, инструментов, оборудования и рациональная организация ра­бочего места для выполнения задания.

Осуществление производственного процесса включает управление обо­рудованием, управление и регулирование технологического процесса, выполнение ручных действий инструментом и приспособлением.

Контроль производственного процесса - это проверка качества выпол­нения работы, правильности работы оборудования и приборов, проведе­ния самого технологического процесса, его кода, количества и качества продукции.

Обслуживание производственного процесса - это постоянное поддер­жание в рабочем состоянии оборудования, инструментов, приспособле­ний, приборов и организация рабочего места.

Конкретное содержание этих функций рабочего применительно к профессии отражено в квалификационной характеристике.

Производственный процесс - совокупность всех действий, в результа­те которых сырье и материалы превращаются в готовые изделия и про­дукцию. Основную часть производственного процесса составляет техно­логический процесс, который обеспечивает изменения предмета труда (его форму, размеры при изготовлении деталей, предметов).

Трудовая деятельность - совокупность трудовых действий рабочего (физических, умственных), при помощи которых он воздействует на предметы труда и управляет работой оборудования. Трудовые действия включают функции рабочего.

Трудовые процессы, операции и приемы

Большое значение имеет последовательное расчленение трудовой деятельности на законченные части - это трудовые процессы, операции и приемы. Наиболее крупной единицей трудовой деятельности является трудовой процесс, который охватывает все действия рабочего, связанные с выполнением законченных работ, типичных для данной профессии. Например, для токаря законченной работой будет обработка детали, а для контролера - контроль и приемка изделий.

Трудовые процессы принято расчленять на трудовые операции, каж­дая из которых характеризуется применением однотипных инструментов и приспособлений, одних и тех же способов труда. Так, трудовые про­цессы по изготовлению деталей на токарном станке предусматривают операции обтачивания наружных цилиндрических поверхностей, подре­зание торцов и уступов, вытачивание канавок, отрезание. В свою оче­редь, операции делятся на трудовые приемы, каждый из которых и имеет свою частную цель. В токарных операциях, например, различают приемы установки детали в центрах (или в патроне), подведения инструмента к детали, пуска станка и т.д. Многие приемы входят в различные операции, а операции в трудовые процессы.

Документы, определяющие содержание ПО

Исходными документами, определяющими ПО и содержание подго­товки квалифицированных рабочих в ПТУ являются:

1. Квалификационная характеристика.

2. Учебный план.

3. Программа ПО.

1. Квалификационная характеристика (КХ) - государственный документ, в котором сформулированы требования к уровню квалификации рабочего: «Что должен знать» и «Что должен уметь» рабочий по той или иной профессии. КХ составляется на основании Единого тарифно-квалификационного справочника (ЕТКС) работ и профессий рабочих, занятых в определенной отрасли народного хозяйства. В КХ указывается точное наименование профессии (специальности), уровень квалификации (разряд, класс, категория) по этой профессии; содержание и сложность работы, которые должен выполнять рабочий данного разряда. В учебных заведениях ПТО квалификационные Характеристики используются экзаменационными комиссиями как руководящий документ,

2. Учебный план - государственный документ, который определяет содержание и общие условия обучения. Учебный план составляется применительно к каждой профессии, а также к типу учебного заведения: ПУ с получением учащимися среднего образования (бывшие средние ПТУ), училище для подготовки квалифицированных рабочих из молодежи, имеющей законченное среднее образование (бывшие ТУ), а также ПУ, в котором учащиеся получают только профессию. В учебном плане указаны все изучаемые предметы, количество часов на них, количество часов на предметы в неделю, время и продолжительность каникул, предметы, выносимые на экзамены. Производственное обучение вклю­чается в учебный план как учебный предмет. Количество часов в неделю на ПО - кратное 6 часам (или 7). Это позволяет включать его в распи­сание занятий полным рабочим днем. Учебный план является докумен­том, на основании которого организуется и осуществляется планирова­ние всей учебной работы.

Статья посвящена теме создания эффективной организации с четкой функциональной структурой. Автор утверждает, что этому способствуют слаженные действия, которые в значительной мере достигаются благодаря формализации поведения членов команды, если определены и документально закреплены служебные (должностные, рабочие) функции. Служебная функция, или должностная функция, должна быть частью общеорганизационной цели.

Именно указанные служебные функции в качестве главного инструмента конкретизируют стратегию компании на всех уровнях. Решение этой задачи позволяет заложить огромный управленческий ресурс.

Создание эффективной организации с четко функционирующей структурой требует особого внимания к проектированию, или дизайну, индивидуальных должностных позиций. Известный американский исследователь в области менеджмента, исследователь организации, Генри Минцберг отмечает, что одним из важных параметров дизайна должностных позиций является формализация поведения работников . Притом чем выше потребность в координации действий работников, тем выше должен быть уровень формализации поведения.

Например, для быстрого тушения пожара действия членов пожарной команды должны быть четко скоординированы и каждый должен знать: кто управляет машиной, кто подсоединяет рукав брандспойта к гидранту, кто поднимается по пожарной лестнице. Такая слаженность действий достигается в значительной степени благодаря формализации поведения членов этой команды.

Одним из основных средств формализации рабочего поведения сотрудников на всех уровнях организации является определение и документальное закрепление служебных (должностных, рабочих) функций.

Документы, в которых фиксируются служебные функции, могут называться по-разному: функциональные обязанности , должностные обязанности , функциональные задачи и т. п. Служебные функции руководителя часто фиксируются в положении о подразделении, которым он руководит. Они могут быть включены в должностную инструкцию, в которой, кроме функций, обычно фиксируются полномочия (права), ответственность, особенности взаимодействия с другими подразделениями, сотрудниками предприятия и его контрагентами, а также отдельные процедуры (процессы) деятельности. Кроме того, правильно сформулированные служебные функции могут быть включены в тексты трудовых контрактов с работниками.

По признанию многих специалистов, определение служебных функций является главным инструментом конкретизации стратегии компании на всех ее уровнях. Решение этой задачи содержит огромный управленческий ресурс, который, впрочем, на практике зачастую недооценивается. Типичным проявлением такой недооценки является следующая ситуация: должностные функции разработаны, педантично прописаны, подшиты в соответствующие папки и… забыты. Более того, по наблюдениям практиков , примерно треть руководителей обеспокоена бесполезностью значительных усилий, затраченных на написание этих текстов. Они даже не догадываются о возможностях повышения управляемости организации, которые содержит в себе разработка и внедрение должностных функций.

Вместе с тем без достаточно четко определенных функций невозможно создание действенных систем мотивации труда, контроля, оценки персонала. «Функции подразделений и работников - одна из самых емких и благодарных точек развития организации. Здесь более или менее грамотный руководитель видит огромные возможности для повышения управляемости организации, для ее интеграции. Но, кроме того, от этой точки идут очень чувствительные связи к изменению мотивации, организационной культуре, к нововведениям» . Немецкие исследователи организации Гельмут Лаукс и Феликс Лирманн также подчеркивают, что определение адекватных с точки зрения организации функций каждого отдельного сотрудника является одной из ее центральных проблем. Несогласованность функций, особенно управленческой вертикали, может стать причиной функционального кризиса организации .

В определении понятия служебной функции удобнее всего отталкиваться от понятия цели. Цель - это планируемый результат деятельности. Целью организации является то, чего она планирует достигнуть

в процессе своей деятельности за некоторый период. Так вот служебная функция, или должностная функция, есть та часть общеорганизационной цели, которая возлагается на конкретное подразделение или сотрудника. «…функция есть вклад подразделения и сотрудника в достижение целей фирмы», - пишет Аркадий Пригожин . Эдуард Смирнов дает более расширенное определение данному понятию: «…функция - это совокупность действий, относительно однородных по некоторому признаку, направленных на достижение частной цели и подчиненных общей цели управления» .

Сейчас можно выделить как минимум три подхода к разработке служебных функций: описательный , продуктный и ролевой .

Описательный подход

В настоящее время в определении служебных функций чаще всего используется описательный подход . Он ориентирован на процессы, выступающие составляющими деятельности. Ключевые слова и обороты, которые используются в описании: «контролирует», «координирует», «информирует», «поддерживает», «оценивает», «ведет учет», «несет ответственность», «участвует», «содействует», «вносит предложения» и т. п., отражают эти процессы. Иными словами, описательный подход в определении служебных функций дает перечень действий, а не результат, к которому эти действия должны привести. Притом действия или задания, связанные с определенной должностью, формулируются, как правило, в достаточно общей форме. Более того, Г. Лаукс и Ф. Лирманн считают, что «более точное (детализированное) описание должностных обязанностей является невозможным/ ненужным, особенно тогда, когда эти обязанности плохо структурированы либо сильно варьируются во времени» . Часто служебные функции здесь обозначаются как определенный участок работы.

За счет обобщенного описания должностных обязанностей определяется круг задач, уточнение которых может происходить со временем путем издания дополнительных указаний и инструкций. Такое определение служебных функций, безусловно, должно сочетаться с достаточно детальным и четким планированием. Вместе с тем работнику может предоставляться право самостоятельно конкретизировать стоящие перед ним задачи.

Такой подход имеет два существенных недостатка :

описание перечня действий редко бывает полным, поэтому дает возможность работнику отказываться от важных для организации функций на основании того, что «это не входит в его обязанности»;

выполнение предписанных действий совсем не означает получение определенной результативности, т. е. такой подход принципиально допускает ситуацию, когда есть процесс, но нет результата.

Продуктный подход

Недостатки описательного подхода, по мнению А. Пригожина, позволяет преодолеть продуктный подход , когда функции отдельного работника или целого подразделения определяются через требуемый продукт деятельности или конкретный вклад работника в решение задач организации. Продуктный подход предполагает ориентацию на «внутреннего клиента», которому каждое подразделение и его сотрудники должны предоставить некоторую услугу или условный товар. В качестве «внутреннего клиента» может выступать вышестоящий руководитель или подразделение организации. При этом внутренний клиент может принять предлагаемый «товар» или потребовать его модификации. Но может и отказаться от него. Те подразделения и работники, чьи продукты деятельности не находят своего «внутреннего клиента», являются ненужными для данной организации.

Продуктный подход в определении должностных функций, по сути, лежит в основе системы управления, которая получила название «управление по целям» (или «управление, нацеленное на результаты»). Появление этого термина чаще всего связывают

с именем известного «гуру» менеджмента, американского ученого Питера Друкера . В системе «управление по целям» индивидуальные служебные функции предстают как цели конкретных работников, которые вносят свой вклад в достижение целей подразделения и организации в целом.

Процесс определения служебных функций проще осуществлять сверху вниз. Первый руководитель и стратегическая вершина (управленческая команда) конкретизируют цель организации и в продуктном виде формулируют функции основных подразделений организации. Руководители этих подразделений в свою очередь определяют функции своих подчиненных и т. д. Возможно определение функций и в обратном направлении, когда работники сами формулируют функции

в продуктном выражении, а затем предлагают и согласовывают их с внутренним клиентом. Но такой процесс более громоздкий, поскольку часто приводит к дублированию функций и их повторному пересмотру.

В рамках продуктного подхода возможно так называемое векторное выражение функций, когда в них определяется и фиксируется необходимость увеличивать или уменьшать что-то в сравнении с чем-то. Например: «Сокращение времени простоев оборудования», «Увеличение межремонтных сроков эксплуатации техники» . Таким образом обеспечивается конкретность и измеряемость результатов действий по выполнению функции. Кроме этого, А. Пригожин советует, где можно пытаться формулировать функции через конкурентные преимущества.

Сравним описательный и продуктный подходы на примере функций специалиста по сбыту (таблица 1 ). Продуктный подход обеспечивает предельную конкретность результатов (цели), которых должен добиться работник на данной должности. Вместе с тем такая конкретность потребует своевременной корректировки целей по мере их достижения, чего не требуется при использовании описательного подхода.

Таблица 1. Функции специалиста по сбыту

Описательный подход	Продуктный подход
Заключать договоры на поставку продукции	Увеличить сумму договоров на 10%
Управлять запасами готовой продукции	Снизить запасы до 1/3 дневного поступления
Организовывать хранение, сбыт и транспортировку готовой продукции	Автоматизировать 70% операций
Контролировать поступление средств за реализованную продукцию	Довести предоплату до 30% от суммы договоров
Оперативно учитывать отгрузку продукции по договору	Иметь ежедневные данные по отгрузке продукции

Если в определении функций в качестве консультанта выступает менеджер по персоналу, то он может воспользоваться вспомогательным вопросником, который предложил А. Пригожин (таблица 2 ). Заполнять его он может со слов руководителей подразделений. Обработанные ответы целесообразно обсудить в процессе групповой работы по определению служебных функций данного подразделения в присутствии руководителей подразделений-«клиентов».

Таблица 2. Вопросник для определения служебных функций

№	Вопросы	Ответы
	Как Вы определите основной вклад данного подразделения в успех организации в целом?
	Что данное подразделение делает в организации такое, чего не делает здесь никто? В чем это выражается?
	Каков главный результат работы руководителя данного подразделения?
	Когда выполнение его функций будет считаться самым эффективным?
	Какой продукт работы данного подразделения руководство организации согласно «купить»? (Краткое название и в каком виде он может быть представлен)
	Кто персонально должен быть основным «покупателем» продукта, производимого данным подразделением?
	Что потеряла бы ваша организация, если бы данного подразделения у нее не было?
	По каким параметрам руководство фирмы оценивает главные результаты работы данного подразделения? Перечислите эти параметры в порядке их приоритетности

«Главное, что дает такой метод определения должностных функций, - пишет А. Пригожин, - последовательность в постановке и передаче общеорганизационных целей на все уровни организационной иерархии , а также по горизонтали, т. е. между взаимсвязанными подразделениями и работниками. Вместе с тем таким образом достигается максимальное сближение, состыковка целей и действий работников и подразделений с целями организации и ее руководителей . Кроме того, такие функции становятся контролируемыми , а их исполнение проверяемым» .

Формулирование функций в продуктном виде позволяет преодолеть такие опасные патологии организаций, как неуправляемость, бессубъектность, рассеивание целей. Важное свойство этой методики, как отмечает А. Пригожин, также состоит в том, что она вскрывает неблагополучие и неупорядоченность организационных целей. Иногда руководители только в процессе работы над функциями задумываются о своих управленческих приоритетах.

Но в процессе внедрения продуктного подхода могут возникнуть трудности. Они связаны прежде всего с тем, что такая методика будет для некоторых сотрудников гораздо менее комфортной, чем традиционная, описательная. Большинство людей чувствует себя увереннее, более защищено, когда их функции сформулированы как перечень действий без жесткой привязки к результату. Следствием этого может быть определенное сопротивление использованию этого подхода, попытки перехода к прежним формулировкам. С целью преодоления этих трудностей можно воспользоваться помощью внешнего специалиста-консультанта.

Ролевой подход

Собственно, ролевой подход применим не столько к определению должностных функций, сколько в целом к дизайну индивидуальных позиций работников в структуре организации. Тем не менее, определение рабочих функций в рамках этого подхода существенно отличается от двух предыдущих. Ролевой подход детально представлен в работе современного классика управления персоналом Майкла Армстронга .

Деятельность некоторых организаций характеризуется выдвижением на первый план командной работы. Важность работы в командах и необходимость обладать множеством навыков иногда вступает в противоречие с жестким моделированием должности. В этих условиях, по мнению М. Армстронга, понятие роль лучше отражает новые реалии, чем понятие должность . Он считает, что роль может быть определена широко, и ее определение не должно быть директивным. Внимание здесь акцентируется на поведении работника, «исполнении роли», в процессе достижения цели деятельности. «Понятие роли намного шире, потому что оно ориентировано на людей и на их поведение - оно связано с тем, что люди делают и как они это делают, а не с пристальным вниманием к содержанию работы» . В зависимости от ситуации, некоторым работникам может быть предоставлена определенная свобода действий в применении их навыков.

Внедрение такого подхода начинается с ролевого анализа , предполагающего сбор информации о роли, которую играет работник. В процессе этой работы могут использоваться психологические модели описания ролей и соответствующие психодиагностические методики. По результатам такой работы, а также с учетом анализа навыков и компетенций составляется краткий ролевой профиль , или определение роли, которую должен играть работник, чтобы удовлетворять требования своей работы. В ролевом профиле, как правило, раскрываются общая цель роли, сфера ключевых результатов, дается перечень основных компетенций. Иногда бывает трудно подробно отразить роль в письменной форме, поэтому ее дополнительно поясняет работнику руководитель подразделения в личном общении.

Портновский принцип в определении функций

Если исходить из идеализированного взгляда на организацию, то понятно, что описываются функции должности, а не конкретного человека, занимающего эту должность. Собственно задача кадровых подразделений (опять же в идеале) состоит в том, чтобы подобрать человека, максимально подходящего под заданные должностные функции. Но все-таки нужно признать, что индивидуальные особенности у работников разные. При формальном соответствии должностным требованиям, каждый человек имеет сильные и слабые стороны. С точки зрения организации было бы расточительным не использовать сильные стороны работника, даже если они выходят за рамки служебных функций, и не учитывать слабые стороны. Поэтому А. Пригожин в определении служебных функций предлагает руководствоваться так называемым портновским принципом . Он состоит в том, чтобы не только человека подбирать под определенную функцию, но и функцию выстраивать под человека. «Если мы научимся использовать каждого работника с самой сильной стороны, то он будет работать в соответствии со своими склонностями, будет больше удовлетворен работой и максимально эффективно будет ее исполнять. Фирма и работник обоюдно выигрывают» .

Противники такого принципа считают его слишком трудоемким. Например, если сотрудник увольняется, то функции нужно перестраивать. А они, как правило, у сотрудников организации взаимосвязаны между собой - изменение одной функции требует изменения других. По этому поводу А. Пригожин подчеркивает, что построение организации является трудоемким и постоянным процессом. Руководителям нужно выбирать: им нужны стабильность и определенность или эффективность. К тому же, во-первых, такой принцип годится не для всех должностей, а лишь для творческих, во-вторых, именно при таком подходе текучесть кадров минимальна.

В целом же на содержание служебных функций должны влиять не только индивидуальные особенности исполнителей, их личностный потенциал, но и условия исполнения (место расположения, планировка, техническое оснащение и т. п.), специфика структурного подразделения организации (состав сотрудников, их опыт и стаж работы, репутация у клиентов). Поэтому, например, руководители территориальных филиалов одного и того же предприятия могут иметь отличающиеся друг от друга функции.

Параметры функций

Разработка согласованной системы должностных функций требует учета их параметров. Эдуард Смирнов выделяет четыре параметра функций: трудоемкость , сложность , совместимость и стоимость .

Трудоемкость характеризует фактические затраты рабочего времени, требуемого на выполнение данной функции, и определяется в часах.

Сложность связана с характером выполняемых операций. Выделяют четыре уровня сложности:

нулевой уровень - характеризуется отсутствием правил, инструкций и документационного сопровождения их выполнения;

низкий уровень - характеризуется преобладанием технических операций;

средний уровень - преобладание логических операций;

высокий уровень - преобладание творческой деятельности, включающей действия, основанные на принятии нестандартных решений.

По совместимости функции бывают одинаковые, однотипные и разнотипные. К одинаковым Э. Смирнов относит функции, выполняемые разными людьми по одинаковым правилам (например, функции продавцов торгового зала). К однотипным относятся функции, выполняемые по разным правилам, но относящиеся к одной сфере деятельности. Например, в бухгалтерии предприятия могут быть работники, специализирующиеся на заработной плате, налогах и т. д. Разнотипными являются функции, выполняемые по разным правилам и относящиеся к разным сферам деятельности.

Стоимость определяется на основании калькуляции всех видов операций, составляющих конкретную функцию.

Перечень параметров функций, приведенный Э. Смирновым, целесообразно дополнить еще одним - уровнем специализации . Он может быть высоким, когда работник специализируется на одной операции, средним, предполагающим выполнение нескольких операций, и низким, когда работник выполняет множество операций. В целом понятие специализации является многоплановым и заслуживает отдельного рассмотрения.

Виды функций

На сегодняшний день существуют различные подходы к классификации видов функций. Г. Лаукс и Ф. Лирманн различают:

объектные функции , связанные с осуществлением операционной деятельности (трудовыми процессами) и/или принятием объектных решений;

организационные функции , которые включают как осуществление операционной деятельности, так и принятие организационных решений;

коммуникативные функции , предполагающие осуществление операционной деятельности и принятие коммуникативных решений.

Иного взгляда на виды функций придерживается Э. Смирнов . Функции, выполняемые работниками организации, он делит на три большие группы:

производственные , к которым относятся функции основного, вспомогательного и обслуживающего производства товаров, услуг, информации или знаний;

управление производственными функциями , к этому виду или группе относятся функции планирования, прогнозирования, организации, координации, стимулирования и контроля деятельности работников, выполняющих производственные функции;

управление управленческой деятельностью - этот вид охватывает функции стратегического управления, внешнего представительства и консультационной деятельности.

Такая классификация представляется более полной и системной. В целом же предполагается, что один и тот же работник может выполнять как функции одного вида, так и сочетание функций различных видов. Достижение оптимального сочетания функций различных видов с учетом их трудоемкости, сложности и совместимости является важной задачей при определении должностных функций.

ЛИТЕРАТУРА

Минцберг Г. Структура в кулаке: создание эффективной организации / Пер. с англ. под ред. Ю. П. Каптуревского. - СПб.: Питер, 2004. - 512 с.

1 -1

Функции системы управления.

Будем разделять все функции, реализуемые в системах управления на два класса функций

1.Рабочие функции (т.е. те функции, которые обеспечивают решения основных целей и задач, стоящих перед системой управления). Реализация именно этих функций и составляет основу информационного процесса, протекающего в системах управления. Сюда относятся следующие функции:

Измерение;

Контроль;

Регулирование;

Оптимизация;

Адаптация;

Выделяют еще одну функцию управления, связанную со стимулированием человека в человеко-машинных или автоматизированных системах управления, т.к. именно в таких системах основные функции управления реализуются с участием человека.

2. Обеспечивающие функции, т.е. функции, направленные на продление жизненного цикла системы. При этом под жизненным циклом системы понимают такой период времени, который характеризуется эффективным её функционированием. Эффективным в том смысле, что она удовлетворяет всем требованиям, ограничениям и критериям работы системы. Например: в течение всего этого времени система является окупаемой и приносит прибыль.

В реализации указанных функций может принимать участие человек (оператор) и в этом плане человеко – машинные автоматизированные системы управления (АСУ) – это такие системы, где основные рабочие функции распределены между человеком и машиной. В тоже время под системами автоматического управления (САУ) будем понимать такие системы, в которых все рабочие функции управления реализуются автоматически, без участия человека. Человек в таких системах выполняет обеспечивающие функции.

1.Измерение – экспериментальный процесс выражения конкретных физических величин с помощью специальных const, называемых единицами изменения. Процесс измерения реализуется в системах измерения, которые в самом укрупненном виде можно представить следующей структурой:

Рис.14. Укрупненная структура системы измерения

(Объект измерения)

Y

Y

S

S u (t)

Y D (t)- действительное значение измеряемой величины

48) Y D (t)={Y 1 D (t), Y 2 D (t),…, }, где М – число физических величин характеризующих состояние объекта измерения.

Представленную на рис.14 укрупнённая система измерения может отображать изменение любой физической величины – это и отображается формулой (48).

Индекс D- означает действительные значения физических величин, которые характеризуют состояние объекта измерения в момент времени t.Под системой измерения будем понимать совокупность объекта измерения и измерительной системы состоящей в общем виде из входных устройств, измерительных преобразователей и выходных устройств. Система измерения предназначена для формирования сигналов измерительной информации, которые должны отображать действительные изменения измеряемых физических величин. Измерительная система контактирует с объектом измерения, воспринимает действительное значение физической величины и преобразует его в измеренное значение Y(t). Причём на схемах результат измерений может быть представлен как Y(t) или Y(i), где t – непрерывное время, а i – дискретное время. Подавляющее большинство входных устройств измерительной системы формирует на своём выходе непрерывный сигнал Y(t), но в большинстве систем управления требуется, чтобы сигнал измеренной информации был представлен в дискретной форме, т.е. в виде Y(i).

Это объясняется следующими фактами:

1) Процесс измерения физической величины необходимый для оценивания состояния объекта всегда сопровождается погрешностью, т.е.

2) Множество измеренных физических величин в большинстве случаев меньше, чем множество действительных физических величин влияющих на состояние объекта. Многие физические величины для промышленных объектов не могут быть измерены или из-за отсутствия средств измерения, или из-за недоступности объекта измерения. И в общем случае можно записать

измеренное значение определяется как действительными значениями, так и двумя типами ошибки измерения s w:val="24"/>t)"> . Частным случаем этой зависимости является аддетивная композиция (50).

50) Y(t)= Y D (t)+ ε(t)+ N(t) при этом ε(t)- ошибка флуктуационного типа, которая имеет нерегулярный характер изменения во времени и всегда присуща процессу измерения; N (t)- грубая ошибка или выброс, которая возникает редко, но имеет большие значения разного знака, существенно превышающие ε(t) .

Сигнал - носитель информации, а сигнал измерительной информации- это сигнал, значение которого пропорционально значению измеряемой физической величины. Чаще всего в промышленных системах сигнал имеет электрическую природу. Различают среди стандартных электрических сигналов: токовые и сигналы напряжения. Преобразование действительных значений физических величин Y D (t) в сигналах измерительной информации S(t) осуществляются с помощью входных устройств СИ. Входные устройства измерительных систем называют датчиками информации (ДИ). Именно ДИ преобразуют изменения физической величины в изменение электрического сигнала.

Существует много способов преобразования физических величин в сигналы измерительной информации, они основаны на известных законах физики и для каждой физической величины они различны. Мало того, для одной и той же физической величины имеется несколько способ получения СИИ. Например, для измерения температуры существуют 2 класса датчиков температуры: контактные, бесконтактные . Бесконтактные основаны на законах излучения (Планка, Вина, Стефана-Больцмана), Контактные основаны на законах расширения объема тела от температуры, термо- электрического эффекта, и др.

Основанные на различных законах естественных наук датчики информации формируют на своем выходе электрические сигналы. Эти сигналы могут быть выражены в различных сигналах электрического тока: ёмкости, ЭДС, сопротивлении и д.р..Поэтому все они требуют предварительного преобразования, для того чтобы привести их к стандартному виду. Эти преобразования внутри ИС осуществляются с помощью специальных устройств, которые называются измерительными преобразователями(ИП). Это целый класс различных технических устройств, каждое из которых реализует какую-то конкретную функцию преобразования. Пример: усилитель, нормализующие устройства, сглаживающие фильтры, цифро-аналоговые преобразователи и др.

В частности, аналогово-цифровые преобразователи служат для преобразования сигналов измерительной информации аналогового типа в дискретный. Это необходимо для их дальнейшего использования в системе управления, т.к. основные технические элементы в системе управления представлены с помощью цифровой вычислительной техники.

Рис 15. Виды сигналов.

Общепринято непрерывное время обозначается через t, а дискретное время через i.

Как дискретные, так и аналоговые сигналы, включают полезную составляющую ((t)), флуктуационную ошибку и выброс, т.е. структура сигнала измерительной информации, как дискретного так и непрерывного, включает две составляющие: полезные (- отражает действительные изменения измеряемой величины. - нерегулярная во времени флуктуационная ошибка. Уровень её изменения очень мал по сравнению с

В качестве модели ε(t) можно использовать понятие случайных процессов из теории вероятности. N(t) – грубая ошибка или выброс, редко встречается по сравнению с ε(t), отклонение сигнала S(t) представлена графически историей сигнала S(t).

Как дискретный, так и аналоговый также может быть представлен в виде

Дискретный

51) S(t)=S п (t)+ ε(t) +N(t) , S п (t) – полезная составляющая сигнала, которая и отражает действительное значение измеряемой физической величины.

Рис 16. Графическая интерпретация сигнала.

Наличие ε(t) и N(t) в сигнале S(t) вызвана влиянием электромагнитных полей на линии связи по которым передается в сигнал. Это влияние особенно усиливается в промышленных условиях, где много работающих трансформаторов, двигателей и т.д.

Одна из основных характеристик измерения- точность , она связана с ошибкой или погрешностью измерения. Под ошибкой измерения понимают меру разности

Ошибка измерения, -действительное значение измеряемой физической величины, -измеренное значение этой физической величины.

Вычисления в таблицах процессора MS Excel осуществляется при помощи формул. Формула может содержать числовые константы, ссылки на ячейки и функции Excel, соединённые знаками математических операций. Скобки позволяют изменять стандартный порядок выполнения действий (операций). Если ячейка содержит формулу, то в ней отображается текущий результат вычисления по этой формуле. Если сделать ячейку текущей (активной), то формула отобразится в строке формул.

Для ускорения и упрощения вычислительной работы Excel предоставляет в распоряжение пользователя мощный аппарат функций рабочего листа, позволяющих осуществлять практически все возможные расчёты.

В целом MS Excel содержит более 400 функций рабочего листа (встроенных функций). Все они в соответствии с предназначением делятся на 11 групп (категорий):

• 1. финансовые функции;
• 2. функции даты и времени;
• 3. арифметические и тригонометрические (математические) функции;
• 4. статистические функции;
• 5. функции ссылок и подстановок;
• 6. функции баз данных (анализа списков);
• 7. текстовые функции;
• 8. логические функции;
• 9. информационные функции (проверки свойств и значений);
• 10. инженерные функции;
• 11. внешние функции.

Запись любой функции в ячейку рабочего листа обязательно начинается с символа равно (=). Если функция используется в составе какой-либо другой сложной функции или в формуле (мегаформуле), то символ равно (=) пишется перед этой функцией (формулой). Обращение к любой функции производится указанием её имени и следующего за ним в круглых скобках аргумента (параметра) или списка параметров. Наличие круглых скобок обязательно, именно они служат признаком того, что используемое имя является именем функции. Параметры списка (аргументы функции) разделяются точкой с запятой (;). Их количество не должно превышать 30, а длина формулы, содержащей сколько угодно обращений к функциям, не должна превышать 1024 символов. Все имена при записи (вводе) формулы рекомендуется набирать строчными буквами, тогда правильно введённые имена будут отображены прописными буквами.

Все или почти все функции могут быть введены следующими способами:

MS Excel обладает обширной справочной системой, поэтому нет необходимости приводить полное описание всех функций. Приведем информацию лишь по основным встроенным функциям, которые могут понадобиться при выполнении контрольных заданий.

Математические (арифметические и тригонометрические) функции:

ABS(x) - возвращает значение модуля числа x.

ACOS(x) - возвращает значение арккосинуса числа х. Арккосинус числа - это угол, косинус которого равен числу х. Угол определяется в радианах в интервале от 0 до p .

ASIN(x) - возвращает значение арксинуса числа х. Арксинус числа - это угол, синус которого равен числу х. Угол определяется в радианах в интервале от - p /2 до p /2.

ATAN(x) - возвращает значение арктангенса числа х. Арктангенс числа - это угол, тангенс которого равен числу х. Угол определяется в радианах в интервале от - p /2 до p /2.

COS(x) - возвращает значение косинуса числа х.

EXP(x) - возвращает значение числа е, возведённого в степень х. Число е=2,71828182845904 - основание натурального логарифма.

LN(x) - возвращает значение натурального логарифма числа х.

LOG10(x) - возвращает значение десятичного логарифма числа х.

SIN(x) - возвращает значение синуса числа х.

TAN(x) - возвращает значение тангенса числа х.

КОРЕНЬ(х) - возвращает положительное значение квадратного корня из числа х.

ПИ() - возвращает значение числа p =3,14159265358979 с точностью до 15 цифр, однако в настоящее время эта точность достигнута до 3 триллионов цифр.

РАДИАНЫ(угол) - преобразует угол из градусов в радианы. РЯД.СУММ(x; n; m; коэффициенты) - возвращает значение суммы степенного ряда, где: x - значение переменной степенного ряда; n - показатель степени х для первого члена степенного ряда; m - шаг, на который изменяется показатель степени n для каждого следующего члена степенного ряда; коэффициенты - это числа при соответствующих членах степенного ряда, записанные в определённые ячейки рабочего листа. В функции они задаются в виде диапазона ячеек, например, A2:A6.

РЯД.СУММ(B2;B3;B4;B5:B10)

Здесь в ячейках B2:B10 записаны значения соответствующих параметров функции.

СТЕПЕНЬ(число; степень) - возвращает результат возведения числа в степень.

СУММ(число1;число2;…;числоN) - суммирует все числа, заданные аргументами, в качестве которых могут использоваться и интервалы ячеек.

ФАКТР(число) - возвращает факториал числа. Факториал числа n - n!=1 ? 2 ? 3 ? … ? n.

Статистические функции

МАКС(число1;число2;…;числоN) - возвращает максимальное число из списка аргументов. Допустимое количество аргументов в списке от 1 до 30.

МИН(число1;число2;…;числоN) - возвращает минимальное число из списка аргументов. Допустимое количество аргументов в списке от 1 до 30.

СРЗНАЧ(число1;число2;…;числоN) - возвращает среднее арифметическое значение своих аргументов. Допустимое количество аргументов в списке от 1 до 30.

Логические функции

И (логическое_значение1;логическое_значение2;…) - возвращает значение ИСТИНА, если все аргументы имеют значение ИСТИНА. Если хотя бы один аргумент имеет значение ЛОЖЬ, тогда возвращается ЛОЖЬ. Логическое_значение1;логическое_значение2;… - это от 1 до 30 проверяемых условий.

Примеры: =И(2+3=5;3+4=7) равняется ИСТИНА. =И(5 < A1;A1< 50) равняется ИСТИНА, если ячейка А1 содержит число между 5 и 50.

ИЛИ (логическое_значение1;логическое_значение2;…) - возвращает ИСТИНА, если хотя бы один из аргументов имеет значение ИСТИНА. Если все аргументы имеют значение ЛОЖЬ, тогда возвращается ЛОЖЬ. Логическое_значение1;логическое_значение2;… - это от 1 до 30 проверяемых условий.

Примеры: =ИЛИ(2+2=5;3+4=7) равняется ИСТИНА. = ИЛИ (2+2=5; 3+5=7) равняется ЛОЖЬ. НЕ (логическое значение) - меняет на противоположное логическое значение своего аргумента.

Пример: = НЕ (1+1=2) равняется ЛОЖЬ. ЕСЛИ (логическое_выражение; 1(если_ИСТИНА);2(если_ЛОЖЬ))

Допустим, надо вычислить значение функции ln(x) от х= -0,5 до 1,5 с шагом изменения аргумента х, равным 0,5. Значения аргумента х записаны в ячейках A3:A7. Известно, что логарифм отрицательного аргумента и нуля не существует (не определён), тогда функция ЕСЛИ() будет иметь вид:

ЕСЛИ(A3>0;LN(A3);”Не сущ.”)

В качестве аргументов функции ЕСЛИ() могут выступать и другие функции ЕСЛИ(), то есть вложенные функции. При этом для всех функций ЕСЛИ() закрывающие скобки записываются в конце всего выражения.

Функции ссылок

СТОЛБЕЦ() - возвращает номер столбца рабочего листа, в ячейке которого введена эта функция.

СТРОКА() - возвращает номер строки рабочего листа, в ячейке которой введена эта функция.

Файл demoParam.m:

function [ v ] = demoParam(a, b, c)

% Вычисление объема прямоугольного параллелепипеда

% a, b, c - входные параметры (длины граней)

% v - выходной параметр (объем)

% a, b, c, v являются формальными параметрами, то есть объявленные

% в определении функции

% с входными параметрами можно работать как с обычными переменными

% выходным параметрам необходимо присвоить какое-либо значение

v = a * b * c; end

Файл testDemoParam.m

v = demoParam(a, x, 2);

% a, x, 2 являются фактическими параметрами

Отметим что при вызове функции, фактические параметры подставляться в формальные, поэтому их имена могут быть различными.

Рабочая область функции

Как было отмечено ранее при вызове функции создается новая рабочая область, которая существуют до конца работы функции. Все переменны которые создаются в данной рабочей области называются локальными. Они отличны от переменных других функций и базовой рабочей области, даже если имеют одинаковые имена. Например, создадим следующую функцию:

function = demoLocaLVar() % пример локальной переменной x = 2;

И введем следующие команды в командное окно MATLAB:

>> x = 0

>> demoLocalVar()

>> x

Как видно из примера, даже не смотря на то что в функции была создана переменная x , и ей было присвоено значение 2, это никак не повлияло на переменную x , созданную в базовой рабочей области.

Так же необходимо отметит, что после того как функция заканчивает свою работу, все локальные переменные будут уничтожены. Выполнение функции завершается по выполнению последнего оператора, либо по команде return .

Скрипты и функции

Как было сказано скрипты в MATLAB используют рабочую область кода из которого они были вызваны, что можно использовать для передачи парамеров скриптам. Например напишем скрипт, вычисляющий гипотенузу прямоугольного треугольника:

% скрипт, вычисляющий гипотенузу прямоугольного треугольника

% с - вычисляемая гипотенуза

% промежуточные расчеты

Пример использования данного скрипта:

>> a = 3;

>> b = 4;

>> hypScr

>> c

Как видно из примера у данного подхода сразу появляются следующие недостатки:

необходимо заранее создать переменные с заранее заданными именами (a , b );

после вычислений появится совершенно нам не нужная переменная x ;

все четыре переменные (a , b , c и x ) могут использоваться в коде ранее и в них могут уже содержаться данные, которые нельзя терять, поэтому неосторожно использование скриптов может привести к большим проблемам.

Всех этих недостатков лишены функции:

function c = hypFun(a, b)

% функция, вычисляющая гипотенузу прямоугольного треугольника

% a, b - катеты прямоугольного треугольника

% с - вычисляемая гипотенуза

% промежуточные расчеты

% вычисляем гипотенузу c = sqrt(x);

Пример использования данной функции:

>> a = 2; % некие важные данные, которые нужно сохранить

>> x = 3; % некие важные данные, которые нужно сохранить, со скриптом это не получится

>> c = hypFun(3,4)

Передача параметров по значению

В MATLAB параметры всегда передаются по значению (однако передача по ссылке существует, но в данном курсе не рассматривается). Передача по значению означает, что вызывающая функция копирует в память, доступную вызываемой, непосредственное значение параметра. Изменение копии переменной, соответственно, оригинал не затрагивает.

Приведем пример. Функция demoTrFun:

function = demoTrFun(x)

% демонстрация передачи по значению

% увеличим переменную x

Демонстрация использования данной функции:

>> x = 0; % создадим переменную x

>> demoTrFun(x); % вызовем тестовую функцию, чтобы показать передачу по значению

>> x % покажем, что действительно была передана копия переменной x (x не должна изменится)

Анонимные функции

В MATLAB существует еще один вид функций, так называемые анонимные функции. Эти функции не имеют файла определения, а лишь ассоциированы с переменной имеющей тип function_handle . Обращение к анонимным функциям (АФ) производится с помощью данных переменных.

Создадим АФ, вычисляющую квадрат числа:

>> sqr = @(x) x.^2;

Теперь квадрат 5 можно вычислить следующим образом

>> sqr(5) ans =

Ограничением для функций является то, что при определении тела АФ может быть использовано только одно выражение. Внутри АФ могут вызываться другие функции, в том числе и другие анонимные. Нельзя использовать управляющие конструкции условия и цикла.

При написании тела функции могут использоваться переменные уже существующие в рабочем пространстве. Значения данных переменных будут сохранены в определении АФ и использоваться независимо от своих глобальных определений. Даже если вы удалите переменные после того, как определили АФ, значения данных переменных будут